Was C12200 Phosphor-desoxidiertes Kupfer ist
C12200 ist ein desoxidiertes Kupfer, das eine gezielt kontrollierte Menge Phosphor enthält. Der Grad ist international als DHP bekannt, kurz für desoxidierter hoher Phosphorgehalt, und erscheint im europäischen Bezeichnungssystem als Cu-DHP und im chinesischen und japanischen Kupferknetsystem als TP2 bzw. C1220. Es kombiniert einen Kupfergehalt von mindestens 99,90 % mit einem Phosphorbereich, der hoch genug ist, um die Desoxidation in der Schmelze abzuschließen, aber niedrig genug, um im Endprodukt eine nutzbare elektrische und thermische Leitfähigkeit zu hinterlassen.
Die Unterscheidung zwischen C12200 und den sauerstofffreien Qualitäten ist wichtig. Sauerstoff-freies Kupfer entfernt Sauerstoff allein durch Prozesskontrolle und enthält kein absichtliches Desoxidationsmittel. C12200 entfernt Sauerstoff durch Reaktion mit Phosphor, sodass das fertige Material einen Rest dieses Elements in fester Lösung enthält. Dieser Rückstand ist der Grund dafür, dass die Sorte duktil genug ist, um ohne Wasserstoffversprödung geschweißt und gelötet zu werden, und auch der Grund dafür, dass ihre Leitfähigkeit niedriger ist als die von sauerstofffreiem Kupfer.
Phosphorgehalt und seine Rolle
Der spezifizierte Phosphorbereich für C12200 beträgt 0,015 % bis 0,040 % in den relevanten Produktnormen, einschließlich ASTM B152/B152M für Platten, Bleche, Bänder und gewalzte Stangen, ASTM B75/B75M und ASTM B68/B68M für nahtlose Rohre und die europäische Bezeichnung Cu-DHP. Die Obergrenze besteht darin, dass überschüssiger Phosphor die Leitfähigkeit senkt und die Heißverarbeitbarkeit beeinträchtigen kann; Die untere Grenze besteht darin, dass zu wenig Phosphor gelösten Sauerstoff in der Schmelze hinterlässt.
| Grad | Phosphorgehalt | Kupfer, mindestens | Leitfähigkeit, geglüht |
|---|---|---|---|
| C11000, elektrolytisch zähes Pech | Kein Phosphorzusatz; Sauerstoff liegt als Kupferoxid vor | 99.90 % | ca. 100 % IACS |
| C12200, DHP | 0.015 - 0.040 % | 99.90 % | ca. 85 % IACS |
| C10200, sauerstoff-frei | Keine bewusste Ergänzung; geringer Restwert | 99.95 % | ca. 101 % IACS |
Der Mechanismus ist unkompliziert. Während des Schmelzens reagiert Phosphor mit gelöstem Sauerstoff unter Bildung von Phosphoroxid, das die Schmelze als Schlacke verlässt, so dass das Gussmaterial frei von dem Kupferoxidnetzwerk erstarrt, das bei zähem Pechkupfer zur Wasserstoffversprödung führt. Zurück bleibt eine kleine Menge Phosphor in fester Lösung im Kupfergitter. Da gelöster Phosphor aufgrund seiner geringen Konzentration Leitungselektronen sehr effektiv streut, ist die Auswirkung auf die Leitfähigkeit unverhältnismäßig: Der Unterschied zwischen dem desoxidierten Kupfer mit hohem Phosphorgehalt und dem sauerstofffreien Kupfer in der obigen Tabelle entsteht durch einen Phosphorgehalt von nur wenigen Hundertstel Prozent.
Wo ein Kompromiss gewünscht ist, stehen Sorten mit einem mittleren Phosphorgehalt zur Verfügung. Das desoxidierte Kupfer C12000 mit niedrigem Phosphorgehalt enthält weniger Phosphor als C12200 und behält daher eine etwas höhere Leitfähigkeit bei, während es dennoch vollständig desoxidiert ist. Dadurch eignet es sich für Anwendungen wie Sammelschienen und Hohlleiter, bei denen es sowohl auf Schweißbarkeit als auch auf Effizienz ankommt.
Physikalische und mechanische Eigenschaften
C12200 ist ein weiches, duktiles Kupfer mit der von diesem Metall erwarteten Dichte und dem Schmelzverhalten. Seine Festigkeit wird durch Kaltreduktion auf die gleiche Weise wie bei den anderen Schmiedekupfern entwickelt, und die Härtenomenklatur folgt der Standardpraxis für Schmiedekupferprodukte und reicht von geglüht über viertel-hart, halb-hart und hart.
| Eigentum | Typischer Wert | Kommentar |
|---|---|---|
| Dichte | etwa 8,94 g pro Kubikzentimeter | Wird für Massen- und Druckberechnungen verwendet |
| Schmelzbereich | etwa 1080 Grad Celsius | Wenig Einfluss auf den Restphosphor |
| Elektrische Leitfähigkeit, geglüht | etwa 85 % IACS-Minimum | Aufgrund des gelösten Phosphors geringer als sauerstoff-freies Kupfer |
| Zugfest, geglüht | etwa 210 - 260 MPa | Typisch für Stab und Rohr im weichen Zustand |
| Dehnung, geglüht | 40 % und mehr | Ermöglicht das Biegen, Aufweiten und Erweitern ohne Risse |
| Härte, geglüht | ungefähr 45 - 65 HV | Steigt bei Kältereduktion stetig an |
Die Mindestwerte der mechanischen Eigenschaften für eine bestimmte Produktform und -temperatur werden durch die geltende Norm festgelegt, und die oben genannten Werte sind typische Handelswerte und keine Spezifikationsgrenzen. Der praktische Punkt für einen Designer ist die Form der Eigenschaftskurve: Im weichen Zustand weist das Material eine hohe Dehnung und mäßige Festigkeit auf, und bei der Kaltumformung geht die Dehnung gegen die Festigkeit. Für Wasser- und Gasrohre, bei denen Verbindungen durch Biegen, Bördeln und Löten hergestellt werden, wird fast immer die weiche Härte angegeben.
Anwendungen von C12200 Stangen, Stangen und Rohren
Die Kombination aus vollständiger Desoxidation, ausreichender Leitfähigkeit und hervorragender Formbarkeit verleiht C12200 ein breites Einsatzgebiet:
Wasserrohre, Gasrohre und Heizungsrohre, einschließlich der Wandstärken Typ K, Typ L und Typ M, die für private und gewerbliche Sanitärinstallationen verwendet werden.
Kühl- und Klimaanlagenrohre, bei denen das Material gebogen, zu Rippen aufgeweitet und ohne Risse verlötet werden muss.
Wärmetauscher, Kühler, Ölkühler und Bremsleitungen für Automobile und Gewerbe.
Schiffs- und Entsalzungsausrüstung, Meerwasserleitungen, Kondensatorwasserkästen und Bordinstallationen.
Elektrische Leiter, Sammelschienen und Schaltanlagenteile in Größen, bei denen die Leitfähigkeit der desoxidierten Sorte ausreichend ist.
Dächer, Einfassungen, Dachrinnen und architektonische Bauteile, bei denen die Legierung eine stabile Patina annimmt und gelötet werden kann.
Stangen- und Stangenmaterial für die Bearbeitung, geschmiedete Armaturen, Ventile und Gewindeteile.
In der Schifffahrt und bei Entsalzungsarbeiten wird die Sorte in den Formen verwendet, die Wasser transportieren, und nicht in den stromführenden Teilen mit hoher -Leitfähigkeit-, da die sauerstofffreien Sorten überall dort bevorzugt werden, wo die Leitereffizienz das Design bestimmt.
Umform-, Verbindungs- und Korrosionshinweise
C12200 gehört zu den am einfachsten herzustellenden Schmiedekupfern. Es wird im geglühten Zustand gebogen, aufgeweitet, aufgeweitet und gestaucht; Es wird mit herkömmlichen Werkzeugen bearbeitet, wobei scharfe Kanten und großzügige Spanwinkel verwendet werden, da Kupferarbeiten schnell aushärten. Die Verbindung erfolgt durch Weichlöten, Silberlöten, Schutzgasschweißen und Widerstandsschweißen. Da das Material bereits vollständig desoxidiert ist, kann es in einer reduzierenden Atmosphäre erhitzt, blankgeglüht und im Ofen gelötet werden, ohne dass es zu interkristallinen Rissen kommt, die bei zähem Pechkupfer auftreten. Dies ist ein echter Verarbeitungsvorteil und oft ausschlaggebend für die Auswahl der Sorte.
Das Korrosionsverhalten im Wasserbereich ist im Allgemeinen gut, wobei die üblichen Einschränkungen für alle Kupferlegierungen gelten. Der Angriff wird durch die Chemie des Wassers, durch das Vorhandensein von restlichem Chlor oder stark gelösten Feststoffen sowie durch die Fließgeschwindigkeit beeinflusst. In bestimmten Gewässern mit aggressiven Eigenschaften kann es zu Lochfraß kommen. Dies lässt sich durch die Kontrolle der Wasseraufbereitung, durch die Einhaltung der Geschwindigkeiten innerhalb des für den Rohrdurchmesser empfohlenen Bereichs und durch die Vermeidung von Stagnationsbedingungen während der Inbetriebnahme bewältigen. C12200 enthält kein Zink, daher ist die Entzinkung, die bei den Messingsorten mit hohem Zinkgehalt eine Fehlerursache darstellt, nicht anwendbar. Das entsprechende Risiko in dieser Familie ist ein Ameisennestangriff durch Restkohlenstofffilme, die nach dem Blankglühen im Rohr zurückbleiben, was durch ordnungsgemäße Reinigung und festgelegte Grenzwerte für Kohlenstoffrückstände kontrolliert wird.
FAQ
F: Wie hoch ist der genaue Phosphorgehalt von C12200?
Der angegebene Bereich liegt zwischen 0,015 % und 0,040 %. Die untere Grenze stellt sicher, dass die Schmelze vollständig desoxidiert ist, und die obere Grenze schützt die Leitfähigkeit und die Heißverarbeitbarkeit.
F: Warum verringert Phosphor die Leitfähigkeit?
Phosphor löst sich im Kupfergitter und die gelösten Atome streuen Leitungselektronen. Schon wenige Hundertstel Prozent haben einen messbaren Effekt, weshalb die geglühte Leitfähigkeit von C12200 etwa 85 % IACS beträgt, während sauerstofffreies Kupfer etwa 101 % IACS erreicht.
F: Ist C12200 dasselbe wie sauerstofffreies Kupfer?
Nein. Beide sind frei von Kupferoxid, aber sie erreichen dies auf unterschiedliche Weise: C12200 verwendet einen Phosphorzusatz, der im fertigen Metall verbleibt, während sauerstofffreies Kupfer Sauerstoff durch Prozesskontrolle entfernt und kein absichtliches Desoxidationsmittel enthält.
F: Kann C12200 geschweißt oder gelötet werden?
Ja. Es ist vollständig desoxidiert, sodass es in reduzierenden Atmosphären verbunden und blankgeglüht werden kann, ohne dass es zu interkristallinen Rissen kommt, die bei zähem Pechkupfer auftreten. Weichlöten, Silberlöten und Schutzgasschweißen werden alle erfolgreich eingesetzt.
F: Welche Standards decken diese Klasse ab?
ASTM B152/B152M umfasst Platten, Bleche, Bänder und gewalzte Stangen, ASTM B75/B75M und ASTM B68/B68M umfassen nahtlose Rohre, und die Güte wird im europäischen System auch als Cu-DHP und im chinesischen und japanischen Schmiedekupfersystem als TP2 oder C1220 bezeichnet.
F: Was ist der Unterschied zwischen DHP- und DLP-Kupfer?
DHP bedeutet desoxidierter hoher Phosphorgehalt und bezieht sich auf C12200 mit einem Phosphorgehaltsbereich von 0,015 % bis 0,040 %. DLP steht für Desoxidated Low Phosphor und bezieht sich auf Qualitäten wie C12000, die weniger Phosphor enthalten und daher eine höhere Leitfähigkeit beibehalten, während sie dennoch vollständig desoxidiert sind.
